低频数字测量仪.doc

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低频数字测量仪,页数:26字数:3507  该数字式相位测量仪以单片机 (89c52) 为核心 , 通过高速计数器 cd4040 为计数器计算脉冲个数从 , 而达到计算相位的要求 , 通过 8279 驱动数码管显示正弦波的频率,不采用一般的模拟的振动器产生 , 而是采用单片机产生 , 从而实现了产生到显示的...
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低频数字测量仪


页数:26 字数:3507

低频数字测量仪
  
该数字式相位测量仪以单片机 (89c52) 为核心 , 通过高速计数器 CD4040 为计数器计算脉冲个数从 , 而达到计算相位的要求 , 通过 8279 驱动数码管显示正弦波的频率,不采用一般的模拟的振动器产生 , 而是采用单片机产生 , 从而实现了产生到显示的数字化 . 具有产生的频率精确 , 稳定的特点 . 相移部分采用一般的 RC 移相电路 , 节省了成本。
一 方案论证与比较 :
1 常见正弦信号的测量方法 :
方案一:采用模拟分离元件 如二极管,三极管等非线性元件,实现频率的测量,检相的功能,使用起来方便,价格便宜,但采用分离元件由于分散性太大,不便于集成及数字化,而且测量误差大。
方案二:采用集成的检相器,检频器实现频率及相位的测量。这种方法的实现框图如下:

这种方法虽然可实现比较精确的测量,但由于模拟信号易受外界的干扰,不易调节,无法实现智能化,数字化的缺点,一般在要求较低的情况下使用。
方案三:此方案采用高速信号发生器产生 20MHz 的高频信号,其主要特点是采用 CD4040 高频计数器结合单片机,利用计数脉冲实现测量相位与频率的目标。这种方法克服了模拟电路的缺点,实现了数字化与集成化。本设计采用了这种方法。
这种方案的组成框图:

二 系统总体设计
  按照题目要求,我们设计的相位测量系统包括三部分:正弦波产生系统(包括频率调整电路),移相电路和相位显视系统,其总体框图如下:

三 各部分硬件电路设计及参数计算
1、正弦波产生电路
方案一:利用 8038 芯片或 MAX038 可以实现压控的函数发生器通过改变少量的外围元件,可实现正弦波,方波,三角波,并可实现频率调节,但采用模拟器件由于元件分散性太大,即使使用单片函数发生器,参数也与外部元件有关,外接的电阻,电容对参数影响很大,因而产生的频率稳定度差,精度低,抗干扰能力差,调节困难,成本也高。而且灵活性差,不能实现智能化。实现步进更困难
方案二:利用单片机 89c52 芯片,发送脉冲信号,在一定频率范围内,再经过低通滤波,可以实现正弦信号。这种方法可以实现频律的步进与预置,实现数字智能化。它的原理框图:

  这种方法的缺点是产生的波的频率较低,难以达到高频的要求。题目要求是: 20HZ—2